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研究生:唐天佑
研究生(外文):Tang,Tien Yu
論文名稱:基於FPGA和機器視覺應用於地滑監測系統
論文名稱(外文):Machine Vision and FPGA Based Landslides Monitoring System
指導教授:盧明智盧明智引用關係陳樹群陳樹群引用關係
指導教授(外文):Lu,Ming ChihChen,Su Chin
口試委員:盧明智張祥利王地河許陳鑑
口試日期:2011-07-08
學位類別:碩士
校院名稱:聖約翰科技大學
系所名稱:電子工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:非接觸式滑坡監測系統IBDMS影像式監測FPGA
外文關鍵詞:Non-contact landslides monitoring systemIBDMSImage-based monitoringFPGA
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針對台灣多颱風氣候和易發生土石流所做之創新影像式地滑監測方式,達到只要使用攝影機的一張影像畫面就能完成監測及記錄地滑位移量與地滑方向之實用型地滑監測系統。本研究並非以地形地貌影像畫面的變動量做為地滑判斷的依據, 由於不是將地形地貌的圖片做前後兩張影像畫面的比對,所以不必使用高速電腦或是DSP系統做開發,而有結構簡單、成本低和處理速度快的優點。

本論文以累積多年影像式距離量測(Image-Based Distance Measuring System, IBDMS)的研究經驗,在固定點以可見光雷射做遠距離的投射,並於待測區所設置監測箱上的「座標刻度板」產生一個投射亮點,同時以一種創新量測結構的設計完成攝影機只要於近距離抓取於座標刻度板的亮點位置,便能以簡單的公式計算出遠距地滑位移量及地滑的方向。 因為是攝影機安裝於監測箱內,所以不必使用高解析度的攝影機。經實地模擬架設後已證實影像座標位移法之地滑量測系統的實用性及準確度,本論文於FPGA做實現以取代使用電腦來進行系統開發。達到以最少的經費完成地滑自動化監測與量測之實現,將能真正取代目前所使用的各種地表監測設備,成為一種可攜式地滑監測系統。

Taiwan climate have typhoon and mudslide ,This paper Proposes innovative image-based monitoring methods,Using a single image to achieve monitoring, measuring displacement and direction. The method of landslide monitoring system is not measuring land appearance displacement, so do not compare the before and after image to calculate the landslide displacement. And this system does not need high-performance computer and DSP system, it has some advantages include: simple structure, high processing speed, low cost and low power consumption.

This research is coming from our former research IBDMS (Image-Based Distance Measurement System), using a visible laser projector projection for a long distance. Set a “coordinates scale board” in analyze zone, it will generate a laser spot on “coordinates scale board”. The CCD camera is setting behind the “coordinates scale board” to capture the image, to calculated landslide displacement and direction in 50-200 meters away by using some simple formulas.

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中文摘要
英文摘要
誌謝
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
1-1 前言
1-3 研究目的
1-4 論文架構
第二章 相關文獻回顧
2-1 現行地滑偵測設備
2-2 相關研究和方法
2-3 監測系統回顧之分析
第三章 系統理論與技術推導
3-1 Image-Based Distance Measurement System
3-2 機器視覺做遠距離地滑監測的缺點
3-3 IBDMS影像座標測量法應用原理
3-4 影像垂直離校正技術
3-5 燈光編碼資訊傳遞方法
第四章 以FPGA實現地滑監測之方法
4-1 研究設備介紹
4-2 FPGA做影像式地滑計
4-2-1 系統架構
4-2-1 FPGA程式區塊介紹
4-3 電腦控制介面
第五章 實驗結果與分析
5-1 設備說明
5-2 監測位移之模擬實驗
第六章 結論與與未來工作
6-1 結論
6-2 未來改進
參考文獻

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